镍基高温合金的主要强化方式是沉淀强化和固溶强化,沉淀强化主要归因于有序的L12-γ′析出相,固溶强化是通过添加合金元素强化fcc-γ基体,因此,研究γ′析出相的组织结构特征与γ/γ′相之间的成分演化对提高镍基高温合金的综合性能具有重要意义。本文采用亚点阵相场模型研究了Ni-Al-Cr合金在不同Cr浓度下γ′相的组织结构演化以及γ/γ′相之间的成分演化,定量阐明了时效温度对Ni-Al-Cr合金中γ′相的形貌、体积分数、粗化速率以及过饱和度的影响规律,同时揭示了不同成分的Ni-Al-Cr合金在温度梯度下的相互扩散行为以及界面微观结构演化特征,为该合金作为热障碍涂层（TBC）粘结层的应用提供理论基础。在Ni-12 Al-x Cr（at.%）（x=8,9,10）合金中,由于γ和γ′相之间错配度很低,γ′相的形貌以圆形和近圆形分布。在沉淀初期,进入γ′相的Al原子与流出γ′相的Cr原子在界面处相遇时会相互阻碍,由于Al的扩散速度更快,界面附近会产生Al的贫化和Cr的富集。随着Cr浓度从8 at.%升高到10 at.%,Cr会促进Al和Ni进入γ′相,从而导致γ′相的平衡体积分数增加,但是在Ni3（Ni,Al,Cr）亚点阵1位置上的Al和Ni会被Cr所取代,同时,Cr浓度的升高促进了γ′相的粗化,且平均半径满足t-1/3幂函数关系。随着时效温度从898 K升高到948 K,Ni-10 Al-9 Cr（at.%）合金γ′相的平衡体积分数降低,γ′相中Al和Cr的固溶度降低,而Ni在L12结构顶角位置上的浓度会升高。高温抑制Al和Cr进入γ′相,同时使得γ′相的粗化速率更快,且γ′相颗粒尺寸分布（PSD）的峰值越高。温度梯度下,Cr浓度不同的Ni-10 Al-17 Cr/Ni-10 Al-12 Cr（at.%）扩散节在边界处会形成γ和γ′相的单相区,且随着温度梯度从0 K/nm增加到0.4 K/nm,单相区的宽度增加,但是不同Al浓度的Ni-10 Al-8.5 Cr/Ni-12 Al-8.5 Cr（at.%）扩散节在相互扩散时,γ和γ′相的单相区在扩散节两端形成,且γ′相在低温区,γ相在高温区。在温度梯度下扩散时,当初始浓度相同时,Al会向低温区扩散,Cr会向高温区扩散,但是不同Al浓度的Ni-10Al-8.5 Cr/Ni-12 Al-8.5 Cr（at.%）扩散节在相互扩散初始阶段产生反扩散现象,这是由于γ基体中Al浓度的升高使得扩散化学势降低。同时,在γ和γ′相内部,沿着温度升高的方向,Al的固溶度升高,而Cr的固溶度降低。